高壓隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)的作用以及故障分析

林敏

摘 要：在電力系統(tǒng)中，高壓隔離開關(guān)的用量非常大，使用范圍廣，是一種在線路無載情況下將電氣設(shè)備和高壓電源進(jìn)行接通或斷開的高壓輸電設(shè)備。受到各方面因素的影響，高壓隔離開關(guān)在實際運行中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，如果不對故障進(jìn)行預(yù)防和處理，電網(wǎng)的運行將會受到威脅。文章主要介紹了高壓隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中的作用，并從常見故障、故障處理和預(yù)防措施以及相關(guān)試驗等方面做了深入分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；高壓隔離開關(guān)；作用；故障

中圖分類號：TM564.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0118-02

高壓隔離開關(guān)作為一種高壓開關(guān)設(shè)備，具有非常理想的開閉效果，其基本作用就是在線路上沒有電流的情況下將電氣設(shè)備和高壓電源接通或斷開，能夠保證停電檢修的安全，在電力系統(tǒng)中扮演著重要角色。由于高壓隔離開關(guān)的用量非常大，應(yīng)用范圍較廣，在實際運行過程中會受到各種因素比如隔離開關(guān)質(zhì)量、運行狀況、維護(hù)情況、操作方法等的影響，導(dǎo)致高壓隔離開關(guān)不可避免會出現(xiàn)一些故障，因此，必須對故障產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，找出有效的處理措施和預(yù)防措施，努力將故障一一排除，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供保障。

1 高壓隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中的作用

由于高壓隔離開關(guān)具有明顯的分段間隙，其在電力系統(tǒng)中的主要作用是隔離電源，為檢修工作提供安全環(huán)境，還能夠通斷一定的小電流。高壓隔離開關(guān)中并沒有滅弧裝置，通常與斷路器配合使用，對于其在電力系統(tǒng)中的作用主要有以下幾方面：其一，使用高壓隔離開關(guān)能將高壓裝置中需要停電的電氣設(shè)備與帶電的電網(wǎng)可靠隔離起來，從而保證電氣設(shè)備檢修工作的安全進(jìn)行。其二，對于雙母線運行的電路，通過高壓隔離開關(guān)執(zhí)行切換操作能將電氣設(shè)備或線路從一組母線切換到另一組母線上運行，改變母線運行方式。其三，可使用高壓隔離開關(guān)連接或斷開小電流電路，比如電壓互感器和避雷器的接通或斷開、勵磁電流不超過2 A的空載變壓器和電容電流不超過5 A的空載路的開斷。

2 電力系統(tǒng)中高壓隔離開關(guān)的故障分析

2.1 高壓隔離開關(guān)的常見故障

高壓隔離開關(guān)的故障包括機(jī)械故障、電氣故障，其中最為常見的故障為瓷瓶故障、導(dǎo)電回路發(fā)熱故障、傳動故障、操作故障、銹蝕等。瓷瓶故障表現(xiàn)為瓷瓶閃絡(luò)、絕緣子斷裂，出現(xiàn)這種故障的高壓隔離開關(guān)以220 kV等級為最多，瓷瓶絕緣子斷裂故障的出現(xiàn)通常與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，同時也與高壓隔離開關(guān)本身的質(zhì)量有關(guān)，比如絕緣子澆制不均勻、水泥膠裝問題等。高壓隔離開關(guān)會出現(xiàn)導(dǎo)電回路發(fā)熱故障，比如在檢修和安裝時使用過多導(dǎo)電膏、隔離開關(guān)觸頭表面氧化、固定連接接觸不良等都會引起高壓隔離開關(guān)過熱，如果高壓隔離開關(guān)的工作電流過大，溫升超過允許值，也容易引起導(dǎo)電回路發(fā)熱故障。高壓隔離開關(guān)在運行中通常會出現(xiàn)拒合拒分現(xiàn)象，這種問題主要來自于機(jī)構(gòu)與傳動系統(tǒng)的摩擦以及電氣元件的問題，比如機(jī)構(gòu)各傳動部件在長期運行過程中暴露在大氣中，容易受到外界環(huán)境影響，若遇水，各個部件就會生銹，最終造成拒合拒分現(xiàn)象，開關(guān)的分合就無法到位，高壓隔離開關(guān)的連桿、傳動部位、閘頭很容易出現(xiàn)斷裂，此外，如果制作工藝不成熟，部件強(qiáng)度等級達(dá)不到要求，也容易引起元件破損或斷裂，造成拉合閘失靈。

通過實踐發(fā)現(xiàn)，高壓隔離開關(guān)對環(huán)境有著很高要求：海拔不超過1 000 m，周圍環(huán)境日平均相對濕度不大于95%，場所沒有火災(zāi)源、沒有易燃、易爆品，沒有嚴(yán)重污穢，沒有化學(xué)腐蝕以及劇烈振動。高壓隔離開關(guān)的運行對空氣污染和雨天非常敏感，若隔離開關(guān)長期暴露在大氣中，很容易受到空氣水蒸氣的腐蝕，由于水蒸氣的腐蝕性很強(qiáng)，長時間下來，暴露在空氣中的元器件都會被腐蝕氧化，使得元器件表面形成氧化膜，導(dǎo)電體電阻增大，影響導(dǎo)電性能；在雨天，中間觸指會進(jìn)水，使彈簧嚴(yán)重生銹甚至銹斷，造成觸指接觸壓力下降，接觸電阻上升，從而引起隔離開關(guān)過熱。

2.2 高壓隔離開關(guān)的處理和預(yù)防措施

第一，在安裝戶外高壓隔離開關(guān)時，應(yīng)水平安裝，確保支持瓷瓶具有一定的防雨作用，安裝戶內(nèi)型隔離開關(guān)時，應(yīng)垂直安裝，靜觸頭在上方接電源，動觸頭接負(fù)荷；隔離開關(guān)的兩側(cè)與母線、電纜的接地應(yīng)牢固，如果在安裝過程中遇到銅、鋁導(dǎo)體接觸時，應(yīng)采用銅鋁過渡接頭，防止出現(xiàn)電化腐蝕；高壓隔離開關(guān)的靜觸頭和動觸頭要對齊，將開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)械調(diào)整好，確保分閘操作能夠正常進(jìn)行；若處于合閘位置，必須保證動觸頭的切入深度能夠滿足要求，同時動觸頭與靜觸頭底座要保持一定空隙，避免合閘過猛時給靜觸頭的支持瓷瓶帶來破壞。安裝過程必須加強(qiáng)監(jiān)督管理。

第二，加強(qiáng)瓷柱制作工藝，最大限度增加瓷柱強(qiáng)度，加裝高強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)柱，在高壓隔離開關(guān)支柱旁也加裝補(bǔ)強(qiáng)柱，這樣能夠防止一支補(bǔ)強(qiáng)柱斷裂引起的短路事故。常見的高強(qiáng)度瓷柱有普通增強(qiáng)型50和增強(qiáng)型100，從技術(shù)方面來看，前者更為經(jīng)濟(jì)實用。

第三，嚴(yán)格按照操作順序進(jìn)行操作，對于合上隔離開關(guān)的操作，無論是采用手動裝置或是絕緣裝置進(jìn)行操作都必須快速果斷，避免用力過猛，操作完畢后，及時檢查隔離開關(guān)是否合上，然后使隔離開關(guān)動觸頭（觸指）與靜觸頭可靠接觸，檢查接觸的嚴(yán)密性。對于拉開隔離開關(guān)的操作，剛開始時應(yīng)慢而謹(jǐn)慎，刀片綱快要離開固定觸頭時應(yīng)快而迅速，以便能迅速消弧，之后檢查隔離開關(guān)，確保每相都在斷開位置。當(dāng)操作過程中出現(xiàn)誤合時，即使在合閘過程中產(chǎn)生電弧，也不應(yīng)將隔離開關(guān)再次拉開，以防止三相弧光短路事故的發(fā)生，如果誤拉隔離開關(guān)，應(yīng)立即合閘消滅電弧，若隔離開關(guān)已經(jīng)全部斷開，則不能將誤拉的開關(guān)再次合上。

第四，在高壓隔離開關(guān)日常運行中，要加大檢修力度，擴(kuò)大檢修范圍，盡量縮短檢修時間；經(jīng)常更換容易損壞的元器件，對于容易形成氧化膜的元件要制定保護(hù)措施，做好元件保護(hù)，當(dāng)元件嚴(yán)重生銹、氧化，應(yīng)及時予以更換；做好各個元器件的防雨和防銹工作；進(jìn)行現(xiàn)場操作時，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作要求，做好檢修記錄，組織人員對故障原因進(jìn)行分析，確保故障處理措施的科學(xué)性與合理性。

2.3 高壓隔離開關(guān)相關(guān)試驗

將高壓隔離開關(guān)的測試工作落到實處，加強(qiáng)金屬質(zhì)量檢測，比如觸頭、連桿、瓷瓶探傷、直流回路電阻測試等。做好檢測準(zhǔn)備，確定測試方案、測試人員、工具、儀器等，試驗人員至少由兩人組成，一人操作測試儀，記錄測試數(shù)據(jù)，另一人進(jìn)行接線的變更和監(jiān)護(hù)，最好在天氣晴朗、空氣濕度相對較小的環(huán)境下進(jìn)行測試，盡量排除環(huán)境因素對試驗的影響。此外，還要做好溫升試驗，考慮場所、溫度、日照、養(yǎng)護(hù)、污穢等對試驗的影響，觸頭接觸壓力應(yīng)調(diào)整至允許的最低壓力，戶外設(shè)備試驗電流為120%的額定電流值，戶內(nèi)設(shè)備的試驗電流為110%的額定電流值，在完成機(jī)械穩(wěn)定性實驗、動熱穩(wěn)定性試驗和開合母線轉(zhuǎn)換電流試驗后，應(yīng)各進(jìn)行一次溫升校核試驗。

3 結(jié) 語

在電力系統(tǒng)中，高壓隔離開關(guān)是用于轉(zhuǎn)換電路、保證停電檢修安全的關(guān)鍵設(shè)備，與電網(wǎng)的安全運行密切相關(guān)。受到隔離開關(guān)質(zhì)量、環(huán)境、操作、運行維護(hù)等方面的影響，加上在電力系統(tǒng)運行設(shè)備中的數(shù)量最多，最易失修，高壓隔離開關(guān)很容易出現(xiàn)各種故障。為此，必須加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)管，對故障產(chǎn)生原因進(jìn)行深層次分析，找出切實可行的故障處理措施，把好安裝工藝、選材質(zhì)量、操作順序關(guān)，勤檢修，勤維護(hù)，掌握設(shè)備的日常運行情況，確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。相信，只要加大技術(shù)研究和改造，高壓隔離開關(guān)在未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)仍會是電力系統(tǒng)中最為重要的輸變電設(shè)備。

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